Principe du jeu : trier une suite de nombre grâce à la « machine à trier »
Objectif : découvrir le réseau de tri
« L’utilisation du « si…alors » est essentielle dans le raisonnement scientifique. Le choix de faire vivre avec son corps cette démarche permet d’appréhender un raisonnement abstrait. C’est pourquoi, l’approche pédagogique proposée permet aux élèves de découvrir l’algorithme en utilisant des applications visuelles et ludiques.
L’intention pédagogique est d’aborder la notion d’algorithme à partir d’un problème de tri d’une série de données ou d’objets selon une relation d’organisation déterminée. L’approche de l’algorithme de tri procède par comparaisons successives, «Si…alors».
Les exemples traités utilisent le tri de nombres selon la relation « si…est supérieur à….alors… » ou de chaînes de caractères selon l’ordre alphabétique. »
Document de référence : https://eduscol.education.fr/document/16942/download
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Déroulement :
Dans cette activité, les élèves doivent suivre un parcours dichotomique tracé sur le sol pour trier deux nombres, celui qui est le plus grand des deux se place à gauche, le plus petit à droite. Cette activité nécessite une argumentation orale et une coopération entre élèves.
Ces derniers sont amenés à schématiser leur raisonnement et apprennent à élaborer progressivement des arbres logiques par écrit. Ainsi la pratique de langages écrits et oraux intervient de manière étroite avec la formation de l’esprit scientifique.
- Étape 1 : Ordonner sans consigne
« Dans ordinateur il y a le mot ordonner, ce qui signifie ranger dans l’ordre
Comment un ordinateur range dans l’ordre (trouver des exemples)
On va faire un premier jeu. »
Mise en place :
Chaque élève dispose d’une étiquette sur laquelle est indiqué un nombre.
Consigne : vous allez vous trier, ranger dans l’ordre croissant (le plus petit côté… et le plus grand ici…)
Bilan : c’est long, bruyant, source d’erreurs etc
- Étape 2 : Machine à trier
« Un ordinateur va beaucoup plus vite et nous allons essayer de comprendre comment. Nous allons utiliser une machine à trier. »
Mise en place :
- Présentation de la machine (cerceaux au sol ou tracé à la craie)
- Organiser des groupes de six. Une seule équipe utilise le réseau à la fois.
- Chacun des coéquipiers reçoit un nombre sur sa carte.
- Chaque coéquipier se place dans l’un des carrés départ (entrée de la machine).
- Les nombres doivent être mélangés
« Il faut avancer le long des flèches tracées et lorsque vous arrivez dans un cercle, vous devez attendre qu’un autre élève arrive :
• Si je suis plus grand, ALORS j’avance à gauche (ou vers la porte, ou je suis la flèches verte…) ;
• Si je suis plus petit, ALORS j’avance à droite (ou vers l’armoire, ou je suis la flèches rouge…)
Attention : vous ne pouvez partir d’un cercle que quand vous avez bien comparé, et que vous êtes d’accord avec votre camarade dans le cercle. »
Les équipes se succèdent sur la machine :
• une équipe sur la machine ;
• une équipe qui se prépare (reproduire les nombres sur les fiches) ;
• une équipe qui valide le tri.
À la sortie de la machine à trier, les 6 nombres doivent être triés par ordre croissant ou décroissant. Si une équipe commet une erreur, les enfants doivent recommencer. Ce sont les autres équipes qui valident l’ordre obtenu.
- Étape 3 : Situation de recherche
Réaliser sur papier/ardoise et validation grandeur nature (les élèves proposent d’autres situations à travers une recherche par groupe de 2 ou 3):
• refaire le test avec 6 nombres dont 2 égaux ;
• refaire le test en variant les positions de départ / en inversant la règle ;
• refaire le test avec grands nombres/nombres décimaux/fractions/mots (rangement alphabétique)
Débriefing :
Faire émerger les conclusions par les élèves : la machine trie les nombres en ordre croissant ou décroissant selon la position. Des exemples d’utilisation :
trier une colonne de nombres avec un tableur (de plus petit au plus grand), trier du moins cher au plus cher sur un site de vente en ligne, trier des mots dans l’ordre alphabétique…
L’avantage de l’ordinateur, par rapport a nous : grande rapidité de traitement (quelques secondes par exemple pour le jeu précédent).
Les élèves doivent retenir que :
• l’on peut diminuer la durée de traitement d’un ordinateur au moyen de programmes (algorithmes) qui utilisent moins d’étapes de calcul. En combinant plusieurs instructions simples (algorithmes), on peut effectuer une tâche complexe ;
• pour résoudre les problèmes plus vite, il est possible de faire fonctionner plusieurs ordinateurs simultanément sur différentes parties de la même tâche.
